Souplesse mécanique : ce que c'est et comment la détecter

18 août 2025

Le desserrage mécanique est un défaut subtil mais grave qui se cache souvent à la vue de tous. Malgré sa prévalence dans les équipements rotatifs, il est souvent sous-diagnostiqué et confondu avec des problèmes plus familiers tels que le déséquilibre ou le désalignement. S´il n´est pas corrigé, le desserrage peut accélérer l´usure, diminuer la fiabilité et entraîner des temps d´arrêt non planifiés coûteux.

Bien que le desserrage mécanique ne soit pas considéré comme une défaillance indépendante dans les données du secteur, il est largement reconnu comme un facteur clé des défaillances liées aux équipements, qui représentent plus de 35 % des interruptions de service imprévues dans la fabrication, selon le fournisseur de statistiques Zipdo.

Les implications financières peuvent être considérables : en 2024, le coût moyen des interruptions de service non planifiées a atteint 260 000 $ par heure, d´après les résultats de TeamSense.

Cet article décrit ce qu´est un desserrage mécanique, comment il se manifeste, en quoi il diffère des autres défauts et comment le diagnostic des vibrations et la surveillance de l´état peuvent vous aider à le détecter avant qu´il n´entraîne des dommages coûteux.

Qu´est-ce que le desserrage mécanique ?

Le desserrage mécanique fait référence à un espace ou un jeu excessif entre des composants qui devraient se déplacer ensemble dans une relation fixe ou contrôlée. C´est une condition qui crée des mouvements involontaires (des grincements, une instabilité et un stress mécanique accru), ce qui conduit souvent à des dommages plus graves s´ils ne sont pas corrigés.

Le desserrage se produit généralement entre un arbre et son accouplement ou roulement, dans les supports structurels ou les plaques de base, autour des carters de roulement présentant des ajustements usés et dans les châssis ou les supports affaiblis par des soudures fissurées ou par des conditions de pied bancal, où tous les pieds de la machine ne sont pas à plat sur la base.

Même un desserrage mineur peut entraîner le déplacement indépendant des composants pendant le fonctionnement, ce qui entraîne des vibrations, des contraintes et une dégradation mécanique accélérée.

Ces problèmes peuvent exister indépendamment ou simultanément, ce qui fait du desserrage mécanique l´un des défauts mécaniques les plus difficiles à isoler.

Types de desserrage mécanique

Comprendre les différents types de desserrage mécanique permet d´identifier les causes profondes et les solutions appropriées :

• Le desserrage lié au rotor se produit à l´intérieur de l´ensemble rotatif, comme un arbre monté sans serrer dans un roulement ou des clés d´accouplement usées. Il produit généralement des vibrations à deux à trois fois (ou plus) la vitesse de rotation.
• Le desserrage structurel est externe aux éléments rotatifs (boulons desserrés, châssis fissurés, joints dégradés). Il peut provoquer des vibrations à large bande et des amplitudes élevées sur une large gamme de fréquences.
• Le desserrage de l´arbre est plus spécifique au jeu radial ou axial entre l´arbre et l´alésage du roulement, ce qui provoque souvent des bruits de cognement et des orbites instables lors de l´analyse des vibrations. (Voir cet article connexe sur le battement de l´arbre.)
• Le pied bancal, bien qu´il soit techniquement un problème de montage, provoque une distorsion et une contrainte inégale sur le châssis d´une machine, ce qui produit souvent des symptômes similaires à ceux d´un desserrage ou d´un déséquilibre.

Comment le desserrage mécanique affecte les vibrations

L´analyse des vibrations est le moyen le plus efficace de diagnostiquer le desserrage mécanique, en particulier lorsque les données de vibration sont visualisées sur différents formats de signal.

Dans le spectre de fréquence (FFT) : un desserrage produit des pics harmoniques à des multiples de la vitesse de fonctionnement de la machine (2x, 3x, 4x tr/min). Ces pics changent souvent de manière imprévisible avec la charge, ce qui les distingue des signaux de déséquilibre plus stables.

Dans la forme d´onde temporelle : Attendez-vous à une asymétrie, des impacts à haut niveau ou des signaux « écrêtés », en particulier dans le desserrage de l´arbre où un contact métal sur métal se produit à chaque révolution.

Relevés en phase : Un desserrage provoque généralement des angles de phase irréguliers ou instables. Lorsque le déséquilibre montre une phase stable entre les mesures, un desserrage semble sauter ou passer d´une mesure à l´autre en raison d´un mouvement incohérent des composants.

Lorsque vous combinez les trois indicateurs (harmoniques, impacts et phase instable), vous avez probablement un desserrage mécanique, pas un mauvais alignement ou un pied bancal.

Desserrage contre déséquilibre, désalignement et pied bancal

Le desserrage mécanique est souvent confondu avec d´autres défauts mécaniques dans les machines rotatives. Voici comment les différencier :

Bien que ces problèmes puissent coexister, il est essentiel de les distinguer avec précision pour appliquer les mesures correctives appropriées.

Comment détecter un desserrage mécanique

La détection commence par la surveillance des vibrations, soit par le biais de systèmes de collecte de données basés sur des rondes, soit par des systèmes de surveillance de l´état en ligne.

Les analyseurs portables tels que VibXpert ou VibScanner permettent de repérer facilement les vibrations harmoniques, en particulier lorsqu´ils sont associés à un tachymètre de phase. Si les harmoniques apparaissent de manière incohérente ou si l´amplitude saute sous charge, vous devez suspecter un desserrage.

Les tendances des données historiques sont également utiles. Si vous avez récemment aligné une machine et que vous constatez toujours une augmentation des vibrations à haute fréquence ou des pics récurrents de 2x/3x tr/min, le desserrage est probablement à l´origine du problème.

Bien sûr, l´inspection visuelle reste importante.

Recherchez des boulons de montage décalés, des marques d´usure autour des accouplements ou des carters de roulement, de la corrosion par frottement, des alésages ovales ou un contact de base irrégulier. (Utilisez des cales et des jauges d´épaisseur.)

Si l´une de ces conditions est présente en même temps que les symptômes de vibrations, un démontage et une réparation peuvent être nécessaires.

Actions correctives et préventives

La correction du desserrage mécanique dépend de l´origine du défaut :

• Serrez ou remplacez les boulons et les fixations.
• Réalignez les arbres à l´aide d´outils d´alignement laser.
• Réusinez ou calez les plaques de base pour corriger le pied bancal.
• Remplacez les roulements ou les accouplements usés par des raccords plus serrés.
• Rejointez ou renforcez les éléments structurels dégradés.

Après les réparations, effectuez toujours une analyse des vibrations post-correction pour confirmer que le desserrage a été éliminé.

Pour une prévention sur le long terme, intégrez la détection de desserrage dans votre kit d´outils de maintenance prédictive :

• Utilisez des systèmes de surveillance des vibrations en ligne sur les équipements à haut risque.
• Planifiez des contrôles réguliers des vibrations basés sur des rondes.
• Appliquez un alignement laser de l´arbre pour éviter toute contrainte excessive sur les pièces en rotation.
• Formez le personnel à reconnaître les schémas d´usure et de vibration liés au desserrage.

Le desserrage est souvent progressif. La détection précoce permet non seulement d´économiser de l´équipement, mais également de gagner du temps de production et de réaliser des économies.

Un exemple concret : desserrage d´un moteur de 400 ch dans une usine américaine de pâte à papier

Dans un cas documenté du Vibration Institute, un moteur d´entraînement de 400 ch utilisé dans une opération de pulpage de papier (895 tr/min) a été examiné dans une étude de routine sur les vibrations. Les analystes ont noté une augmentation significative de l´énergie de vibration. Le spectre FFT a révélé plusieurs harmoniques de la vitesse de fonctionnement du moteur et la forme d´onde temporelle a montré des impacts une fois par tour avec une forte modulation. Un léger bruit de cognement se faisait entendre près du roulement de l´extrémité d´entraînement.

En dépit de l´absence de signes de desserrage structurel ou de problèmes d´accouplement, les analystes ont constaté un desserrage interne au niveau du roulement intérieur. La cause ? Un montage incorrect entre le roulement et l´arbre qui a permis un jeu axial. Après le démontage et la réparation de l´interface roulement-arbre, les niveaux de vibrations ont chuté de manière significative et le contenu harmonique a diminué, confirmant ainsi le diagnostic.

Aucune estimation des économies réalisées grâce au diagnostic n´a été fournie. Mais le cas offre une preuve claire et vérifiable de la manière dont le desserrage mécanique lié au rotor se manifeste et comment les diagnostics de vibrations peuvent le localiser de manière fiable.

Conclusion

Le desserrage mécanique peut commencer par un cliquetis subtil ou une vibration, mais ses conséquences peuvent être tout sauf mineures. Qu´il s´agisse d´un roulement mal ajusté, d´une plaque de base desserrée ou d´un problème de pied bancal négligé, le desserrage nuit aux performances, raccourcit la durée de vie de l´équipement et augmente les coûts de maintenance.

La bonne nouvelle, c´est qu´avec les bons outils (diagnostic des vibrations, analyse de phase et inspection de routine), vous pouvez détecter et corriger les desserrages avant qu´ils ne deviennent un problème majeur. Dans le cadre d´une stratégie de maintenance prédictive plus large, il s´agit de l´une des améliorations les plus rentables que vous pouvez apporter.